БИБЛИОТЕКА «ТЕПЛОПУНКТА»

ГОСТ на теплосчётчики утверждён. Что дальше?

А. С. Вербицкий, О. С. Степанов
(«Ценнер-Водоприбор», г. Москва)

Ранее опубликовано:
Коммерческий учёт энергоносителей. Материалы XII Международной научно-практической конференции / Под ред. В. И. Лачкова — СПб.: Политехника, 2000

Многолетняя работа по подготовке российского стандарта на теплосчётчики (ГОСТ Р 51649-2000) завершена, но ещё рано утверждать, что все проблемы измерения потребления теплоты решены. Ключевыми положениями нового стандарта, по нашему мнению, следует считать:

• чёткое и научно достоверное определение измеряемой теплосчётчиками физической величины;
• введение понятия "многоканальные теплосчётчики";
• необходимость разработки и утверждения в установленном порядке дополнительных документов, регламентирующих использование результатов измерения в каждом из каналов теплосчётчика, предназначенных для измерения теплоты;
• необходимость разработки методик выполнения измерений разности расходов теплоносителя по показаниям счётчиков (расходомеров), установленных в подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения (теплопотребления);
• увеличение числа требований к теплосчётчикам, особенно в части электромагнитной совместимости (ЭМС).

Указанные положения нового стандарта в значительной мере выравнивают требования, предъявляемые к теплосчётчикам в России, с требованиями, действующими в европейских странах (продукция фирм этих стран занимает значительное место на российском рынке), а также требованиями документов Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ), действие которых распространяется и на Россию (Россия член МОЗМ). Безусловно, новый ГОСТ будет обеспечивать повышение качества теплосчётчиков, предлагаемых различными производителями на российском рынке, за счёт унификации требований к их параметрам, за счёт расширения и совершенствования методик испытаний, разработка которых является важнейшей задачей на ближайшее время.

Новый ГОСТ не даёт формулы для вычисления количества теплоты (в каждом из каналов её измерения), но этого и не требуется, так как очевидно, что основная расчётная формула вытекает из данного в стандарте определения теплоты. Этому определению соответствует единственная известная из школьного курса физики формула:

(1)        Q = G1 (h1 - h2) = G2 (h1 - h2) ,

где G1, G2 — масса теплоносителя, прошедшего по подающему (G1) или обратному (G2) трубопроводу системы теплоснабжения (теплопотребления);
h1 и h2 — энтальпия теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.

Для теплоты, измеряемой в соответствии с уравнением 1, ГОСТ определяет пределы допускаемой относительной погрешности, соответствующие трём классам теплосчётчиков — А, В, С (не надо путать эти классы с обозначенными этими же буквами классами окружающей среды — раздел 5). В случае многоканального теплосчётчика, который может иметь два и более канала измерения теплоты, для каждого из каналов действуют требования ГОСТ (п.5.1.2), но остаётся неопределённой погрешность, которая может возникать при различных комбинациях результатов измерений по каждому из каналов. Такие комбинации возникают при выполнении измерений в открытых системах, для которых, как мы указывали ранее [1], невозможно измерение теплоты (отсутствует закрытый теплообменный контур), но вместо этого возможно вычисление подлежащего оплате потребителями количества тепла при некоторых специальных условиях — требуется не менее двух каналов измерения теплоты, требуется введение в уравнение 1 других величин (например, вместо количества теплоносителя по подающему трубопроводу требуется вводить измеренную разность количеств теплоносителя по подающему и обратному трубопроводам (G1 - G2), вместо разности энтальпий (h1 - h2) вводить разность (h2 - hхв), где hхв — энтальпия холодной воды, использованной для приготовления теплоносителя на источнике теплоты). Такие замены не изменяют требований к погрешности измерений по каждому из каналов измерений теплоты (если hхв измеряется), но при этом появляются новые дополнительные погрешности, связанные с определением разности (или суммы) данных измерений по каждому из каналов.

Единственный путь определения и нормирования таких дополнительных погрешностей состоит в разработке и аттестации в соответствии с ГОСТ 8.563 методик выполнения расчёта потребления теплоты в открытых системах. К сожалению, многие из предлагаемых до настоящего времени методик аналогичного назначения (например, [2]) разработаны с очевидными нарушениями метрологических требований, так как для предлагаемых методов расчёта не оцениваются погрешности и не устанавливаются методы контроля погрешностей, то есть в явном виде нарушаются требования Закона РФ "Об обеспечении единства измерений", что недопустимо. Можно утверждать, что в открытых системах погрешность расчёта количества подлежащей оплате теплоты будет всегда выше, чем погрешность измерения теплоты, нормируемая ГОСТ Р 51649. Мера такого увеличения погрешностей, способы снижения погрешностей в различных условиях применения теплосчётчиков подлежат обсуждению и согласованию.

Следует ещё раз обратить внимание на то, что до настоящего времени не разработано и не утверждено ни одной методики измерения разности расходов в трубопроводах систем теплоснабжения. Актуальность таких измерений постоянно подтверждается теплоснабжающими организациями, но практических действий для подготовки методики такого измерения практически нет (нет заказчика, нет финансирования и пр.). Без подготовки методик таких измерений весьма сложна подготовка и методик выполнения расчёта подлежащей оплате теплоты, практически любой потребитель может отказаться от оплаты счетов за потерянный в его системе теплоноситель (измерения его количества не легализованы).

Очевидно, что после утверждения стандарта требуется отмена целого ряда методических указаний, выпущенных некоторыми институтами Госстандарта РФ, где делались весьма спорные попытки введения новых понятий (например, тепловая энергия, измеряемая в одном трубопроводе). Все рекомендации такого типа теперь подлежат переработке для приведения в соответствие с новым стандартом на теплосчётчики.

Требуют изменения "Правила учёта тепловой энергии и теплоносителя". Прежде всего, требуется определить условия применения различных классов теплосчётчиков (по погрешностям измерения, по классам окружающей среды). Требуется изменить раздел 5.2 "Правил…", определяющий требования к метрологическим характеристикам приборов — теперь эти требования для теплосчетчиков установлены новым ГОСТ, но необходимы новые требования для открытых систем. Было бы весьма полезно ввести в "Правилах…" и требования к погрешностям измерения количества теплоты при изменяющихся во времени тепловых нагрузках. Ранее, в [1] мы показали, что такая погрешность существенно отличается от погрешностей измерения стационарных (не изменяющихся во времени) тепловых потоков, указали на то, что вопросы определения таких погрешностей достаточно хорошо проработаны для счётчиков воды, и нет никаких принципиальных проблем их определения для теплосчётчиков.

Новый ГОСТ установил важное требование — теплосчётчики должны быть испытаны на чувствительность к влиянию постоянных и переменных (сетевой частоты) магнитных полей. Это весьма важное требование, так как для многих типов датчиков расхода в составе теплосчётчиков весьма легко манипулировать показаниями приборов, устанавливая на них, например, постоянные магниты. Однако, в настоящее время методик таких испытаний нет, требуется их срочная разработка с использованием опыта зарубежных органов сертификации.

Другой важнейший вопрос — разработка стандарта, регламентирующего требования к интерфейсам теплосчётчиков. Сегодня интерфейсы настолько разнообразны, что эксплуатирующие организации уже сталкиваются с проблемами при попытках использования и обобщения информации, получаемой от теплосчётчиков различных конструкций. Решение этой проблемы значительно облегчается, если принять за основу те требования к интерфейсам, которые содержатся в европейском стандарте на теплосчётчики EN 1434. Первая редакция стандарта на интерфейсы теплосчётчиков уже разработана ВНИИНмаш и может быть подготовлена к утверждению в короткие сроки с учётом замечаний всех заинтересованных организаций.

Хорошо, что так необходимый стандарт появился, но все должны понимать, что это только один из первых шагов на пути наведения полного порядка при измерениях потребления теплоты в России.

ЛИТЕРАТУРА

1. Медведев В. А., Вербицкий А. С. Теплосчётчики — это приборы для измерения количества теплоты. Надо научиться использовать их в открытых системах теплоснабжения. Коммерческий учёт энергоносителей, Политехника, Ст.-Петербург, 1999, стр. 193
2. Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя в водяных сетях коммунального теплоснабжения. МДС 41-4.2000, РАО «Роскоммунэнерго», М., 2000

К списку статей